駱波

摘要：劉炳昇教授主編的蘇科版初中物理教材是劉炳昇物理教育思想的集中體現(xiàn)。從劉教授的兩次發(fā)言管窺蠡測，探尋蘇科版初中物理教材兩個特色欄目“綜合實踐活動”和“小結(jié)與評價”的實踐走向和價值指向：綜合實踐活動的關(guān)鍵是架構(gòu)項目學(xué)習(xí)的設(shè)計路線，小結(jié)與評價的重點是圍繞“大概念”組織教學(xué)與評價活動。由此，可以較好地發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：劉炳昇物理教育思想 綜合實踐活動 小結(jié)與評價

在當(dāng)前的教育背景下，教材是最基本的課程資源，是教師開展教學(xué)活動和學(xué)生進行學(xué)習(xí)活動的主要參考。因此，活用教材、用活教材對發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)具有重要的實踐意義。劉炳昇教授的物理教育思想博大精深，是物理課程與教學(xué)論的一面旗幟，其主編的蘇科版初中物理教材是其物理教育思想的集中體現(xiàn)。囿于能力水平，筆者僅從劉教授在兩屆江蘇省初中物理青年教師教學(xué)基本功大賽上的發(fā)言管窺蠡測，探尋蘇科版初中物理教材兩個特色欄目“綜合實踐活動”和“小結(jié)與評價”的實踐走向和價值指向，分享自己有關(guān)劉炳昇物理教育思想的所學(xué)、所行與所思。

一、“綜合實踐活動”：在項目學(xué)習(xí)中發(fā)展核心素養(yǎng)

2013年11月24日-27日，首屆江蘇省初中物理青年教師教學(xué)基本功大賽在淮安市開明中學(xué)舉行。其中，實驗設(shè)計與操作技能比賽的主題源自蘇科版初中物理教材中的“自制密度計”綜合實踐活動。

（一）所學(xué)：綜合實踐活動的課程意義

在物理教材中，設(shè)置“綜合實踐活動”，意在突破初中物理教學(xué)中存在的如下局限：首先，我國的科學(xué)課程基本上是分科教學(xué)，學(xué)科間的綜合以及科學(xué)、技術(shù)、社會間的綜合學(xué)習(xí)較弱，學(xué)生綜合意識和能力的培養(yǎng)受到一定的限制;其次，我國的科學(xué)課程比較強調(diào)學(xué)科知識的邏輯體系，科學(xué)探究學(xué)習(xí)多圍繞較小的知識點開展;再次，由于課堂時間的限制，完整過程的探究學(xué)習(xí)較少，教師的引導(dǎo)性較強，學(xué)生發(fā)揮自主性的余地較小。

開展物理綜合實踐活動的意義在于：（1）將物理與自然、生活、社會、技術(shù)、環(huán)境等聯(lián)系起來，有利于對學(xué)生進行相關(guān)的綜合教育。（2）開展基于物理知識和科學(xué)方法的項目學(xué)習(xí)活動，經(jīng)歷完整的探究和設(shè)計過程，有利于提升學(xué)生對科學(xué)探究和技術(shù)的理解和應(yīng)用能力。（3）為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新提供更為廣闊的空間，有利于發(fā)展學(xué)生的個性特長，增強學(xué)生的合作意識和能力。

（二）所行：架構(gòu)項目學(xué)習(xí)的設(shè)計路線

不同類型的綜合實踐活動應(yīng)采用不同的設(shè)計路線：探究性活動一般以“主題—探究—表達”的過程來設(shè)計，而技術(shù)與制作活動通常以“任務(wù)—方案—評價”的方式來組織。下面以“制作簡易的密度計”為例，談一談探究性綜合實踐活動的設(shè)計路線。

1.主題與準(zhǔn)備。

首先，梳理本次活動的主題內(nèi)容及活動目標(biāo)。主題內(nèi)容：（1）制作一個簡易的密度計;（2）檢測刻度誤差?；顒幽繕?biāo)：（1）理解阿基米德原理與漂浮條件;（2）會用物理原理指導(dǎo)制作，能說明刻度線的特點;（3）會理論分析擴大量程或提高精確程度的方法，并在實踐中加以檢驗。

接著，引導(dǎo)學(xué)生分析制作原理：設(shè)密度計的橫截面積為S，測出浸入水中的深度H，則漂浮時G=ρ水gSH。若漂浮在其他液體中，則浸入深度h因液體密度的改變而改變，而重力仍與浮力大小相等，即G=ρ液gSh。聯(lián)立兩式可得h=ρ水ρ液H，據(jù)此可以對密度計進行標(biāo)度。

活動具有開放性：學(xué)生可以靈活選取器材，如吸管、筷子等，再根據(jù)實驗測量或分析論證，找出更適宜的器材;可以依據(jù)測量需要，靈活設(shè)置密度計的量程、分度值等主要指標(biāo)。對學(xué)生提出更高的能力要求：知識上，要綜合應(yīng)用浮力、密度、二力平衡等知識來分析具體問題;技能上，要具備較高的技術(shù)素養(yǎng)，能初步按設(shè)計制作作品，并意識到改進的重要性。

2.設(shè)計與制作。

學(xué)生討論分析后，決定選擇吸管作為主體材料，因為吸管具有形狀規(guī)則、配重易調(diào)整等優(yōu)點;以鋁條或橡皮作為配重，便于剪裁。

主要制作過程如下：（1）取一根吸管，將一些鋁條剪成小段塞入作為配重，下端用蠟封口。（2）使吸管漂浮于水中，在吸管上標(biāo)出水面的位置，測量此位置到吸管下端的距離，即H。根據(jù)公式，計算出其他密度對應(yīng)的浸入深度h，并在吸管相應(yīng)位置標(biāo)記出刻度線。

提供以下問題供學(xué)生在制作過程中交流與思考：加入配重的作用是什么？為便于計算，如何調(diào)整水中浸入深度H？標(biāo)記在吸管表面的刻度易褪去，有更好的標(biāo)記辦法嗎？旨在幫助學(xué)生體會：技術(shù)制作是在科學(xué)原理的指導(dǎo)下進行的;制作的過程不是“按方抓藥”，需要不斷思考并加以改進。

3.展示與評價。

（1）比一比：誰的密度計更精確？

用天平和量筒（或?qū)嶒炇颐芏扔嫞y出飽和食鹽水的密度，再用制作的密度計測量，看誰的測量結(jié)果更精確。

（2）議一議：刻度線有什么特點？

將制作的密度計橫放在實物展臺上，仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)密度計刻度線的共同特點：上小下大、上疏下密。發(fā)現(xiàn)不同密度計刻度線的差異：粗且輕的密度計刻度線更密集。得到結(jié)論：要使兩條刻度線之間的距離大一些，以使測量結(jié)果更精確，密度計應(yīng)該細(xì)且重。

綜合實踐活動的評價重過程、輕結(jié)果，一般采用質(zhì)性評價，動手參與實踐的學(xué)生都值得鼓勵。匯報展示時，要圍繞主題內(nèi)容設(shè)計系列問題，供學(xué)生深入思考和研究;也應(yīng)盡量將學(xué)生在實踐中提出的問題轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)資源，幫助學(xué)生意識到研究和實踐是螺旋上升的動態(tài)過程，需要持續(xù)探索、不斷優(yōu)化。

（三）所思：指向核心素養(yǎng)的培養(yǎng)

綜合實踐活動的基本定位是“以初中物理知識和能力為基礎(chǔ)，通過探究性活動或技術(shù)設(shè)計與制作活動解決生活中的實際問題，獲取并整合經(jīng)驗”。綜合實踐活動中，要幫助學(xué)生形成物理知識結(jié)構(gòu)化的穩(wěn)定認(rèn)識，如深化“物質(zhì)狀態(tài)變化與溫度密切相關(guān)”的物質(zhì)觀。在探究活動的設(shè)計和實施中，學(xué)生需要創(chuàng)造性地解決諸多實際問題（如難以在電冰箱中測量不同濃度食鹽水的凝固點，可待其凝固后取出測量熔點），提升科學(xué)探究能力;需要對收集到的數(shù)據(jù)、證據(jù)解釋說明、推理論證，從而發(fā)展科學(xué)思維;還要針對現(xiàn)實問題提出可行的解決方案（如電冰箱的節(jié)能建議），增強科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。

二、“小結(jié)與評價”：圍繞“大概念”發(fā)展核心素養(yǎng)

2016年11月21日-23日，第二屆江蘇省初中物理青年教師教學(xué)基本功大賽在揚州市梅嶺中學(xué)舉行。其中，課堂教學(xué)的課題有兩個：“力與運動”一章和“壓強與浮力”一章的“小結(jié)與評價”。

（一）所學(xué)：章節(jié)復(fù)習(xí)課要從“知識”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)”

蘇科版初中物理教材在每章的章末設(shè)置了“小結(jié)與評價”欄目，包含兩個部分：知識梳理、反思與評價。前者重在幫助學(xué)生梳理一章的知識，并學(xué)習(xí)知識梳理的方法;后者一般通過幾個問題，幫助學(xué)生認(rèn)識知識的由來，理解重要的知識內(nèi)涵，拓展科學(xué)視野。

在核心素養(yǎng)的視角下，章節(jié)復(fù)習(xí)課需要重點考慮如下問題：（1）如何指引學(xué)生學(xué)習(xí)梳理物理知識的方法，形成有序的知識結(jié)構(gòu)？（2）如何幫助學(xué)生從回顧探究的過程中，領(lǐng)悟科學(xué)方法？（3）如何評價學(xué)生是否撼動了頭腦中的前概念，是否領(lǐng)會了知識的得來過程，在解釋現(xiàn)象或解決實際問題中是如何思考的？（4）如何滲透人文精神，關(guān)注物理文化的熏陶？

（二）所行：基于“大概念”的教學(xué)與評價

科學(xué)是復(fù)雜的，為了掌握這種復(fù)雜性，似乎需要一個由概念、理論和原理組成的巨大陣列。這是造成學(xué)生把科學(xué)看成由一些含義很小的、割裂的事實堆積而成的原因之一。要改變學(xué)生的這種“偏見”，把科學(xué)教育作為趨向于理解“大概念”（指可以適用于一定范圍內(nèi)物體和現(xiàn)象的概念，能夠用于解釋和預(yù)測較大范圍自然界現(xiàn)象的概念）的進程是一種可行路徑。下面以“物質(zhì)的物理屬性”一章的復(fù)習(xí)課為例，加以說明。

1.提取“大概念”。

任何對較少現(xiàn)象適用的概念，都可以聯(lián)系到一個適用于更多現(xiàn)象的較大概念。比如，大小相同的鐵釘與銅釘所含的物質(zhì)一樣多嗎？怎樣比較？這就要借助“質(zhì)量”的概念。如何區(qū)分表面被涂成相同顏色的鐵塊和塑料塊？一小塊鐵一定比一大塊塑料質(zhì)量大嗎？于是概念進一步擴大到“密度”。還有什么方法可以鑒別不同的物質(zhì)？最終概念上升為更高位的“物質(zhì)的物理屬性”。

因此，本章的復(fù)習(xí)課，要引導(dǎo)學(xué)生將相應(yīng)的物理現(xiàn)象（問題）與對應(yīng)層級的概念建立聯(lián)系，揭示概念所反映的事物的共同本質(zhì)。提取“大概念”的過程，就是使“物理知識”逐步邁向“物理觀念”的進程。

2.發(fā)展“大概念”。

復(fù)習(xí)不是重復(fù)，而應(yīng)幫助學(xué)生在領(lǐng)悟科學(xué)方法的過程中發(fā)展“大概念”。

比如，教師呈現(xiàn)一位學(xué)生在探究質(zhì)量與體積的關(guān)系時所收集的數(shù)據(jù)（如表1）。

方法2：作mV圖像發(fā)現(xiàn)，同種物質(zhì)的不同物體，質(zhì)量與體積成正比（在平面直角坐標(biāo)系中圖像為過原點的直線）;不同物質(zhì)的物體，所得直線斜率不同。

引導(dǎo)：怎樣定義一個物理量來反映物質(zhì)的這種屬性？

小結(jié)：可見，物體的質(zhì)量與體積之比反映了組成物體的物質(zhì)所特有的性質(zhì)。

從上述教學(xué)過程不難發(fā)現(xiàn)，基于“大概念”的物理教學(xué)具有如下特征：越來越認(rèn)識到，在解釋現(xiàn)象時需要考慮多個因素，甚至是未知的因素;更多地進行定量觀察，以及運用數(shù)學(xué)來提煉相互關(guān)系和加深理解;利用不能直接觀察到的抽象概念來解釋有關(guān)現(xiàn)象。

3.評價“大概念”。

評價1：我們常說城市的人口密度比鄉(xiāng)村的大，這里所說的“密度”與物理學(xué)中的密度有何區(qū)別？試從意義、計算公式和單位三個方面闡述。

評價2：什么樣的物理量可以被稱為物質(zhì)的物理屬性？試具體說明。

在評價“大概念”的過程中，學(xué)生掌握了用物理方法認(rèn)識世界的思維模式，同時，認(rèn)識到：雖然物理知識會隨著新的實證發(fā)現(xiàn)而改變，但是物理知識并不是某種輿論，科學(xué)上關(guān)于現(xiàn)象發(fā)生原因的解釋必須獲得可靠的實證支持。因此，評價“大概念”，其實質(zhì)是凝練科學(xué)思維和感悟科學(xué)本質(zhì)。

（三）所思：指向核心素養(yǎng)的單元設(shè)計

從課程的視角看，“章節(jié)”應(yīng)拓展為“單元”，即按照一定目標(biāo)或主題所構(gòu)成的教材與學(xué)習(xí)經(jīng)驗?zāi)K。單元是課程單位和學(xué)習(xí)單位，單元設(shè)計強調(diào)將學(xué)習(xí)內(nèi)容統(tǒng)整為“有囊括性的、有意義的整體”。可以說，單元設(shè)計處在“核心素養(yǎng)—學(xué)科素養(yǎng)—單元設(shè)計—課時計劃”這一課程發(fā)展與教學(xué)實踐鏈環(huán)中的中觀層面，是核心素養(yǎng)落地的有效載體。

為使單元設(shè)計更有效地指向核心素養(yǎng)，要依據(jù)單元目標(biāo)整合課程資源，圍繞單元“大概念”統(tǒng)整教材內(nèi)容，通過實證分析有效利用前概念開展教學(xué)，體現(xiàn)能力立意以便促進不同能力層次學(xué)生的發(fā)展，架構(gòu)“情境—模型—圖式”的表征模式，建設(shè)多元化、多層級的評價生態(tài)。

參考文獻：

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[2] 劉炳昇.從“物理核心素養(yǎng)”的視角思考物理復(fù)習(xí)教學(xué)問題[J].物理之友，2017（1）.

[3] 〔英〕溫·哈倫.以大概念理念進行科學(xué)教育[M].韋鈺，譯.北京：科學(xué)普及出版社，2016.